专利名称：空中照相装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空中照相装置，特别是悬挂在氦气球或其他升空装置上的呆照摄像机、动画摄像机或视频摄像机或其他图象收集装置，这类图象收集装置包括用呆照或动画或数码摄像机摄像并可用录象带显示图象的视频摄像机，从而包括视频图象的发射或记录装置。
空中照相基本上涉及从高空位置对物体照相的技术。
空中照相是从高空对物体或地面进行照相的有用工具，因此被工程师和科学家用来绘制特殊区域的地图，被艺术家用来对房屋、工业或商业建筑物等等进行照相。此外，电视摄像机还被用来向公众现场报道新闻事件或体育事件或寻找失踪人员。
这类空中照相装置或空中摄像机装在或悬挂在飞机、直升机或载人飞船或气球上，为了获得预期结果，用同时用作系绳的传输线从飞船上获得视频图象。由于可用电视把空中摄像机摄得的图象传送到地面上操作员用作呆照摄像机取景的操纵装置上，因此这类照相方法的灵活性和实用性大大提高。
但是，若使用飞机由于飞行速度较高而呆照摄像机或视频摄像机或其他图象收集装置受到振动，因此很难在显示屏上收集到稳定的视频或呆照图象。
若用系绳或电缆传输空中照相装置的视频信号或向该装置上的摄像机取景和点摄装置发出操作指令，则操作员的活动范围和空中照相装置的高度受到限制。升空装置和接收装置工作时，电缆的长度决定并限制操作员对远处该装置所能操纵的范围。此外，由于系绳长度越长，其重量就越重，由许多用来控制包括电视信号在内的许多功能的导线构成的电缆就很难升空，如升空就需增加飞船的大小，因此系绳的长度受到限制。
现有技术的另一个问题是，由于用来控制图象收集装置的上下、左右运动的电动机不是无级调速，而是一接通电源就全速转动，一切断电源就突然停转。结果显示屏上的图象不是平稳地逐幅过渡而是跳动。
此外，当在飞船或长杆上使用其系绳同时用作传输电子信号的电缆的现有装置时，电缆必须传输电流。从而一个问题是，若电缆或飞船碰到高架电线或若飞船、长杆、三角架或其他升空装置碰到高架电线或遭雷击，经系绳与该装置各部件接触的操作员就有生命危险。
为了提高由有人或无人驾驶的空中装置或升空装置摄得的图象或相片的分辨率，构作出了种种装置，使用了种种方法。
例如，美国专利No．359，902公开了一种悬挂在一气球上的空中照相装置。
另一美国专利No．367，610公开了一种无人操作的高空照相装置。
美国专利No．510，759公开了涉及空中摄像机的其他装置。
美国专利No．578，980所使用的装置可紧固在一风筝的系绳上而支撑一架或多架摄像机而在高空获得周围环境的底片。
此外，美国专利No，1，528，933涉及一可支撑一空中摄像机的风筝。
美国专利No．3，638，502所公开的另一装置示出一用来补偿飞行器的漂移运动的摄像机稳定架。
最后美国专利No．5，034，759涉及一包括一带有系绳的飞船的空中照相装置，该系绳用来传输装在一稳定装置上的摄像机发出的视频信号和对该摄像机的控制信号。
现有的这些和其他装置的结构较复杂而较难制造；由于机械破坏而常常造成工作失灵；其电视或呆照信号高空发射装置和高空图象收集装置的取景控制装置的工作性能不足或不可靠。这些装置和其他现有装置使用或运输中常常受振动和冲击从而常常由于焊接处或其他机械连接处断裂而造成机械故障。
本实用新型的目的是提出一种可以无线遥控的空中照相装置。
根据本实用新型的技术方案提出的空中照相装置包括视频摄像装置，把所述视频摄像装置高举到地面上空的装置，以可变转速围绕第一轴线转动所述视频摄像装置而控制所述视频摄像装置所扫描的图象的无线遥控第一驱动装置，以可变转速围绕第二轴线转动所述视频摄像装置而控制所述视频摄像装置所扫描的图象的无线遥控第二驱动装置，驱动一视频摄像机的聚焦机构的无线遥控驱动装置，驱动和控制一视频摄像机的变焦机构的无线遥控装置，控制一视频摄像机的聚焦机构的无线遥控装置。
本实用新型的最广泛方面涉及一改进的无线控制信号发射装置，包括一无需用导线、电缆或光纤与高空一接收机连接的发射机；一印刷在一印刷电路板上、用来转换控制杆的机械运动的固态线路；与一电路连接的一个或多个控制杆，该电路发出信号而使操作员可平稳控制图象收集装置的上下、左右运动；一控制呆照摄像机的点摄机构的开关；用于控制所述图象收集装置中的镜头的聚焦的滑动端或控制杆；把无线控制信号发给高空处一接收机的发射机；提高无线控制信号接收范围的外接天线。
本实用新型的另一方面是提供一种涉及一无线信号接收装置的装置，包括含有无线信号接收装置的固态或印刷电路板，从而在接收合适信号时开动一电动机，该电动机转而经齿轮和皮带等传动装置控制一装在一图象收集装置中的镜头的上下运动；含有无线信号接收装置的固态或印刷电路卡，从而在接收合适信号时开动一电动机，该电动机转而经齿轮和皮带等传动装置控制一装在所述图象收集装置中的镜头的左右运动。
本实用新型的另一方面涉及一无线控制信号接收装置，包括蚀刻或印刷在一电路板上而形成无线信号接收装置的固态电路，该电路在接收合适信号时可控制供应给一装在一图象收集装置中的电动机的电流而使所述图象收集装置中的一摄像机镜头聚焦。
本实用新型的另一个方面是提供一种以固态印刷在一板或一卡上的无线接收装置控制卡，包括一元件，该元件在受到合适的无线信号的驱动时会开动一装在该图象收集装置之中或之上的电动机，该电动机使一镜头伸缩而改变所述图象收集装置所收集的图象的焦距。
本实用新型的另一个方面是提供一种位于一升空装置上的无线电视信号发射装置，包括一印刷在一卡或板上的固态电路控制卡；位于该电路中的合适的连接装置，以便把电视信号从一图象收集装置或电视摄像机传送到该电路板或卡的发射元件从而不用电缆或导线或光纤而把在优选实施例中为微波的视频信号发射到远处的接收机。
最后，本实用新型的另一个方面是提供一种电视接收装置，包括一印刷在一卡或一板上、可不用导线或电缆或光纤接收高空发出的电视信号(在优选实施例中为微波信号)的电路；一印刷在一控制卡或板上、可与显示高空电视摄像所收集图象的电视显示器连接的电路。
以下结合
这些和其他目的和特征
图1为所述无线控制发射和视频信号接收装置的局部剖视的侧视立体图；图2为装在一平台上的所述视频和呆照摄像装置的局部剖视的立体图；图3为一装在一位于望远杆或三角架上的平台上的所述视频摄像装置的立体图；图4示出用于一飞船的空中摄像机。
在所有这些附图中相同部件用同一标号表示。
图1示出一无线遥控发射和电视信号接收组件，该组件包括一用塑料等材料制成的方形外壳10，其底部开口而供一由塑料等材料制成的底盖12插入，该底盖的周边稍小于外壳10的周边而可套入外壳10中。外壳10的侧壁上有钻孔与底盖12侧壁上的钻孔对齐，从而自攻丝螺钉24可插入其中而固定底盖12。
从图1中可见，一由塑料等材料制成的无线控制发射器印刷电路板14用穿过外壳10顶壁上的钻孔、隔离套管18和印刷电路板14上的穿孔的螺栓16相对外壳10的顶壁内表面固定。隔离套管18把印刷电路板14固定成与外壳10隔开。
同样，一用塑料等材料制成的电池安装板20也用穿过隔离套管22和安装板20上的钻孔的螺栓16相对印刷电路板14固定。螺母24旋紧在螺栓16的一端上而固定无线控制印刷电路板14和电池安装板20。
电池安装板20用作固定向无线控制发射电路板14供电的干电池26的平台。通常用来把电池固定在平台上的金属弹簧夹28用铆钉30铆接在电池安装板20上。导体32把电池26的电流传给无线控制发射印刷电路板14。
图1为一剖视图，示出一通常称为控制杆组件34的装置，该控制杆组件在无线控制装置中多用来以受控速率在一连串导线中传送电流。控制杆组件34装在外壳10的顶面上从而导线38可穿过其上的开口。控制杆组件34包括一控制杆36，转动或旋转该控制杆便可按操作员要求使电流以受控速率经导线38流动到无线控制发射器印刷电路板14。
图1示出其一端插入或焊接到无线控制电路板14上的一连接点处的导线46。导线46穿过外壳10侧壁上的一孔后焊接到可转动的无线控制发射天线48上。可转动的无线控制天线48的底板50上有螺纹供锁紧螺母52旋在其上而紧抵外壳10的侧壁而固定天线同时又容许天线转动。
控制杆36在控制杆组件34中围绕其垂直轴线的向前或向后运动使得在电路中以受控速率流动的电流由控制电路板14转换成无线电波后经导线46传到可转动的无线控制发射天线48。
从图2中可最清楚地看出本实用新型的高空上的各部件在收到从无线控制发射天线48发出的无线电波时的工作情况。
图1还示出外壳10的顶壁上的第二控制杆组件40。控制杆组件40与控制杆组件34位于同一水平面上而包括一与控制杆36相同的控制杆42。控制杆42的转动即相对其在控制杆组件40中的固定点的向前或向后的运动使得电路中的电流以受控速率经导线44流过无线控制发射印刷电路板14的电路。
由控制杆42的转动以及该转动的大小所生成的无线控制信号从无线控制发射印刷电路板14经导线46流到天线48后发给图2中详述的接收设备。
图2详述控制杆36和控制杆42的操作情况及其对图2所示本实用新型各部件的工作情况的影响。
从图1可见，外壳10顶面上有一长方形孔。该孔的四边上有从外壳10的顶面垂直向上突起的凸缘56。
图1还示出一用塑料等材料制成的、其四面朝一端向里倾斜而大致呈长方体的套筒54。该套筒54的大端的周边比凸缘56稍大而可套在其上。套筒54与凸缘56之间为紧配合从而无需紧固件即可固定套筒以便于套筒储藏时取下和设备的运输。也可使用自攻丝螺钉之类的紧固件而形成更长久的连接。
套筒54用来遮住外壳10内部而使操作员可清楚看到内部和其中的物体。
从图1可见，为了进一步减少进入套筒54中的光线，一用塑料等材料制成、呈两端都开口的盒形、其周边稍大于套筒54的小端的盖58套在套筒54上。盖54可进一步做成有一伸展在该开口的一部分的上方的罩。
从图1可见，一可接收微波发射信号的电视信号接收天线60用Velcro(T．M．)双面胶条或紧固件等固定在套筒54的表面上而位于外壳10上方。套筒54稍稍倾斜，从而该外壳放置成水平时天线60面向天空。
图1示出一用自攻丝螺钉64固定在外壳底板12上的印刷电路接口板62。电视信号接收印刷电路板62解释(interpret)从导线65所收到的来自天线60的电视信号并经导线66把所生成的图象传送到显象管印刷电路板68而显示在显象管70上，从而操作员可从套筒54看到图象。
从图1可见，电源72经导线74向电视信号接收印刷电路板62和显象管供电。
图2详细示出用飞船、长杆或三角架高举在高空中而远离外壳10的本实用新型的各部件。
从图2中可见，用金属制成、在优选实施例中为管状的倒U形支架76上有钻孔供自攻丝螺钉78旋入而固定一用塑料等材料制成的盒形壳体80。壳体80的底板82用壳体80两端处的铰链连接在壳体上而可向外打开从而露出壳体80中的各部件。
图2所示支架76上还有供钢丝夹86插入的钻孔，这些钢丝夹穿过支架76上的钻孔以及一紧套在电动机90的驱动轴上的驱动轮88中的钻孔。因此驱动电动机90装在支架76的水平臂的中心平衡点处。当经导线92向驱动电动机90供电而开动它时就迫使支架76围绕其垂直轴线旋转。
图2还示出一用塑料等材料制成的U形摄像机平台94，其一端在水平底板的上方有一小室，其另一端有一向上伸出的腿或壁，它的一端用一插入平台94该向上伸出部上的一钻孔和支架76上的一钻孔的螺栓76固定在支架76上。然后用一螺母98旋在螺栓96的一端上而固定螺栓96。
图2局部剖视而清楚示出用一穿过平台94底板上的一孔后旋入呆照或动画摄像机或电视摄像机100底板中一孔中的安装螺丝102把该摄像机紧固在平台94上。
从局部剖视的图2中可看到一驱动电动机104用自攻丝螺钉106装到平台94的升高室的壁上。一齿轮108紧固在驱动电动机102的驱动轴上。齿轮108与一轴112上的一齿轮110啮合，该轴112穿过平台94升高室的紧靠支架76的臂的壁上的一孔后穿过支架76上的一孔后用紧贴支架76表面的一锁紧螺母114固定成此两者可相对运动。当向驱动电动机104供电时其驱动轴转动而迫使平台94围绕其水平轴线相对支架76前后摆动。
图2中剖视的上部壳体80还示出一用Velcro(T．M．)自攻丝螺钉或紧固件等装在壳体80底板82上的印刷电路板116。印刷电路板116编程成可控制该装置中的若干部件的工作。无线控制接收天线118接收的无线控制信号由用Velcro(T．M．)双面胶条之类紧固件装在壳体80上的无线控制接收机120接收后经导线122传到电路板116。这些信号经处理后把电流引到驱动电动机90而控制支架76的旋转。
当地面上的操作员向前或向后推动控制杆组件34的控制杆36时，一从无线控制发射天线48发出的信号被无线控制接收天线118并从而无线控制接收机120接收。该信号然后经导线122流到印刷电路板116后经引导而使电流经导线124流到驱动电动机104。按照由操作员决定的电流方向，驱动电动机104的轴转动而使平台94向前或向后摆动而使摄像机100的镜头对准。
当操作员把图1所示控制杆42相对其中心点推动到一侧或另一侧时，图1中的无线控制发射天线48发出一无线信号。图2中的无线控制接收天线118收到该信号后传给电路板116后再传到驱动电动机90。按照控制杆的推动方向电流流过驱动电动机90而迫使支架76相对其中心轴线正向或反向旋转从而沿水平面对准摄像机100。
图2还示出一用安装支架128装到摄像机100上的微型电视摄像机126，该支架用塑料或金属制成，其形状做成其一平面紧抵摄像机100的后板。安装支架128的该平面上有一Velcro(T．M．)垫片130紧贴摄像机100上的一相应Velcro(T．M．)垫片132。摄像机100与微型电视摄像机126的目镜附件互锁而进一步相连接。微型电视摄像机126的镜头与摄像机100的目镜取镜器对齐。
当干电池136经导线138、印刷电路板116、导线134向微型电视摄像机126供电时，视频摄像机126把经摄像机100所收集的图象经导线148传到电路板116。视频图象信号然后经导线136送到用Velcro(T．M．)紧固件、双面胶条之类紧固件紧固在壳体76内壁上的视频发射机。该信号然后传到发射天线140。
视频发射天线140发出的视频图象被图1所示的地面上的视频接收天线60接收。所收到的该信号经导线64(图1)传到电视接收印刷电路板62(图1)后经导线66(图1)传到视频显示电路板68(图1)然后显示在视频显示屏70(图1)上从而操作员可看到图象。
从图1可看到，如此接收和显示的电视图象可经导线142和外壳底板12的侧壁上的输出插口144传到其他广播发射源或可传到记录设备以便以后广播。
从图2可见，所示呆照摄像机有一经导线142与控制印刷电路板116连接的变焦镜头146。操作员围绕垂直轴线向前或向后推动控制杆42(图1)即可使电流经导线44流到无线控制印刷电路板14(图1)后经导线46(图1)流到无线控制发射天线48而发射信号。
从无线控制发射天线48(图1)发出的信号被无线控制接收天线118接收后由无线控制接收机120收集后经导线122送到控制印刷电路板116后转换成电流而流过导线142而提供按照操作员指定的方向伸缩变焦镜头的信号。
从图2中可看出，若操作员想获得由微型视频摄像机扫描图象的呆照，只须把控制杆42(图1)推到其垂直轴线的右边。这就接通控制杆组件40(图1)中的电路从而电流经导线44(图1)流到无线控制电路板14(图1)后转换成无线电波后经导线46(图1)送到无线控制发射天线48(图1)。
从图2中可看出，无线控制接收天线118把所收到的合适无线信号经无线控制接收机120和导线122送到控制印刷电路板116然后经导线150传到摄像机点摄机构而按照操作员给出的信号释放快门。
在用视频摄像机取代呆照摄像机100时显然可使用能广播或准广播的视频摄像机。此时可使用用来释放摄像机释放机构的无线控制信号驱动内置在电视摄像机中的聚焦镜头从而该镜头循环其焦场参数一圈直到由操作员选定后操作员才释放控制杆42(图1)。
图2还示出向上述各部件供电的干电池136装在一用塑料等材料制成的顶部开口的盒状电池室152中。电池室152的周边稍小于平台94的周边从而该电池室可套在平台94的底面中。用自攻丝螺钉154把电池室152的四壁紧固在平台94的四壁上。
本实用新型提出的空中照相装置还可将发射控制视频和呆照摄像装置的信号以及接收电视信号的装置置于一颈套(neck harness)所承载的一构件中以便于操作，所述颈套是一悬挂装置，可以是皮带或金属架。
图3示出图2所示的所述照相装置装在一直立杆150上而受一取代图2所示倒U形支架76的U形支架76的支撑。此时驱动电动机90的位置颠倒而紧固在杆158上，其作用与图1和图2所述相同。
图4示出图2所述装置悬挂在一飞船154上。图4还示出用一系绳160把飞船154固定在一较稳定的位置上。系绳160在优选实施例中用非导电材料制成。
权利要求1.一种空中照相装置，其特征在于，包括(a)视频摄像装置；(b)把所述视频摄像装置高举到地面上空的装置；(c)以可变转速围绕第一轴线转动所述视频摄像装置而控制所述视频摄像装置所扫描的图象的无线遥控第一驱动装置；(d)以可变转速围绕第二轴线转动所述视频摄像装置而控制所述视频摄像装置所扫描的图象的无线遥控第二驱动装置；(e)驱动一视频摄像机的聚焦机构的无线遥控驱动装置；(f)驱动和控制一视频摄像机的变焦机构的无线遥控装置；(g)控制一视频摄像机的聚焦机构的无线遥控装置。
2.按权利要求1所述的空中照相装置，其特征在于，所述升空装置为一风筝。
3.按权利要求1所述的空中照相装置，其特征在于，所述升空装置包括充氦气的飞船装置。
4.按权利要求3所述的空中照相装置，其特征在于，所述升空装置包括一伸缩杆装置。
5.按权利要求4所述的空中照相装置，其特征在于，所述升空装置包括一固定杆装置。
6.按权利要求5所述的空中照相装置，其特征在于，所述视频摄像装置包括红外线视频摄像装置。
7.按权利要求6所述的空中照相装置，其特征在于，该空中照相装置还包括呆照摄像装置和控制其聚焦机构的无线遥控装置。
8.按权利要求7所述的空中照相装置，其特征在于，所述呆照摄像装置所拍摄的图象与所述视频摄像装置所扫描的图象大致相同。
9.按权利要求8所述的空中照相装置，其特征在于，所述无线遥控装置包括驱动所述第一驱动装置从而围绕一垂直轴线转动所述视频摄像装置和呆照摄像装置的装置。
10.按权利要求9所述的空中照相装置，其特征在于，所述无线遥控装置包括驱动所述第二驱动装置从而围绕一水平轴线转动所述视频摄像装置和呆照摄像装置的装置。
11.按前面任一权利要求所述的空中照相装置，其特征在于，还包括一空中电视信号发射装置，其中电视发射件悬挂在一飞船装置上。
12.按权利要求11所述的空中照相装置，其特征在于，还包括一电视信号接收装置，其中电视信号接收件位于一无线遥控接收组件中。
13.按权利要求12所述的空中照相装置，其特征在于，发射控制摄像装置的信号以及接收电视信号的装置位于一颈套所承载的一构件中。
专利摘要一种空中照相装置,包括:从飞船上悬挂摄像机的平台;把摄像机安装在一杆顶部的构件;驱动并控制驱动构件从而转动视频摄像机以控制其所扫描图象的无线控制发射机和接收机;远距构件,包括驱动一呆照摄像机的快门释放装置的装置和控制摄像机的变焦镜头的装置;无线视频信号发射装置;接收视频信号的装置;显示所接收的视频图象的装置;把所述视频图象传到其他发射装置以便发射给广播设备的远距装置。
文档编号G03B17/00GK2304145SQ9722562
公开日1999年1月13日 申请日期1997年9月2日 优先权日1997年9月2日
发明者沃森·罗恩, 克兰胜·托姆 申请人:高摄国际有限公司